站用低壓直流電源系統技術改造方法探討

汪昌元 蒙進揚 吳文健

摘 要：站用低壓直流電源系統作為操作、信號、繼電保護、事故照明、儀器儀表、通信和控制等重要設備電源，直流電源系統意義重大，要求時刻保障可靠供電。隨著運行年限增加，直流電源系統配件因性能下降、設備故障等原因需要進行技術改造，部分嚴重缺陷不能等到機組大修停電進行改造，所以需要針對直流電源系統技術改造方法進行深入研究。本文刨析直流電源系統各組成器件以及器件作用，探討合適各器件改造的方法。

關鍵詞：直流電源系統、技術改造、不停電改造

0.引言

站用低壓直流電源系統是為給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備;主要由充電設備、蓄電池、直流屏、直流分屏、絕緣監測裝置、負載等組成。直流電源系統設備缺陷直接影響二次設備運行，在直流電源系統發生輕微缺陷不影響安全生產時，可掛缺陷運行等待大修處理;當發生重大缺陷可能威脅安全生產或者直接導致直流電源系統無法正常運行時，需及時技改檢修。電廠大修是按計劃進行，不能因局部故障進行停機檢修，所以在非大修器件局部設備技改需采用合理方法進行，保障電力安全生產。

1.直流電源系統設備缺陷及危害分析

通過總結日常對直流電源系統故障維護工作，直流電源系統有常見故障，常見故障如下表所示：

直流系統故障缺陷可分為輕度和重度缺陷，輕度缺陷對安全生產影響不大，如測量不準超誤差;重度缺陷對安全生產構成直接威脅，如蓄電池開路故障、可能導致保護拒動，蓄電池短路故障、可能導致火災發生。所以輕度缺陷可短期掛缺陷運行，等待大修檢修處理;重度缺陷需及時處理，避免故障影響一次設備運行，造成電力生產事故。

當直流電源系統發生重大缺陷時，需及時對缺陷設備進行檢修、技改，涉及運行狀態檢修設備問題。

2.直流電源系統設備改造方法探討

2.1充電設備改造

當充電機發生不能輸出、通信故障、紋波超規程要求、穩流穩壓精度不達標等重大缺陷時，需及時對充電機進行技改維護。

對充電機技改首先選擇合格充電機，選擇充電機依據“DL/T 5044-2014 電力工程直流電源系統設計技術規程”進行選擇。

改造充電機方法有在原屏柜對充電機改造和充電屏整屏改造兩種方式，

充電機改造

充電機改造方法在于，利用原系統屏柜，依據新充電機機箱尺寸重新定制屏柜面板，現場拆除舊充電機后，安裝新面板、安裝新充電機。

充電機改造優點在于：現場分體安裝，工程量小;在原屏柜改造，無需新屏安裝位置。

充電機改造不足在于：原屏柜內拆除部分與保留部分要清晰劃分，防止錯拆、誤拆;防止電傷;防止影響運行系統。

充電屏改造

充電屏改造方法在于，依據原直流電源系統充電屏參數需求，總結該系統運行多年對充電屏的新要求，重新設計充電屏，廠家完成屏柜生產，現場安裝成套設備。

充電屏改造優點在于：屏柜新設計，設備成套配置，設備壽命一致性高、成套集成度高。

充電屏改造不足在于：整屏改造屏柜體積、重量大，需要專業工程隊施工;現場需要有屏柜安裝位置。

2.2蓄電池維護與改造

蓄電池維護與改造工作有：蓄電池活化維護和蓄電池組更換工作。

蓄電池活化

蓄電池活化工作是把蓄電池組內某節落后電池拆卸到線下進行活化測試，單充單電系統和兩充兩電系統操作有所不一樣。單充單電系統在線拆卸蓄電池需要借助跨接寶工具設備進行，保障蓄電池組不能脫離母線運行;兩充兩電系統可以通過閉合母聯刀閘、退出故障電池組、拆卸故障電池的操作流程操作。對比兩種操作，采用跨接寶操作屬于帶電操作，具有高風險性;合母聯退電池組操作是離線操作，相對安全。

蓄電池組更換改造

依據“DL/T 5044-2014 電力工程直流電源系統設計技術規程”選擇合適的蓄電池組，采購新蓄電池組，對蓄電池組進行更換。

改造蓄電池組主要事項：蓄電池安裝空間尺寸以及安裝方式。

蓄電池組更換需要設備有后備蓄電池組（兩充兩電系統不需要）、后備充電機組（兩充兩電系統不需要）、放電儀。

通過接入后備蓄電池組，然后退出故障電池組、拆卸，安裝新電池組，對新電池組進行三充兩放試驗驗證容量合格性，最后投入運行。

2.3絕緣監測裝置改造

直流饋線屏主要設備有匯流排、直流斷路器、指示燈、絕緣監測裝置、表計等，其中絕緣監測裝置屬于多電子元件設備，壽命有限。絕緣監測裝置故障發生時，成本角度評估，不便更換直流饋線屏，需對絕緣監測裝置進行技術改造。

直流饋線支路電纜需要貫穿通過絕緣監測裝置的接地選線CT，而很多直流饋線負荷不能停電，通過倒負荷解端子安裝CT方式效率極低;所以對絕緣監測裝置改造時首選開口CT的裝置，只有開口CT才能實現高效不停電改造。絕緣檢測裝置的其他性能參數參照“DL/T1392-2014直流電源系統絕緣監測裝置技術條件”進行選擇。

絕緣監測裝置改造現場實施方法：

●第一步：在直流電源系統接入臨時備用絕緣監測裝置或者平衡橋;

●第二步：拆卸故障絕緣監測裝置;

●第三步：安裝新絕緣監測裝置;

●第四步：新絕緣監測裝置接入直流電源系統;

●第五步：退出臨時絕緣監測裝置;

●第六步：試驗、驗收新絕緣監測裝置。

3.小結

本文通過總結日常工作，分析變電站低壓直流電源系統故障缺陷類型及危害，針對設備相關規程要求，總結選擇合適現場方法;結合不同設備現場運行環境與功能作用，分析多種設備改造方法。這些方法對電力生產單位直流電源系統設備檢修工作者均有一定參考價值，意義重大。

參考文獻：

[1]DL/T 5044-2014 電力工程直流電源系統設計技術規程.

[2]DL/T1392-2014直流電源系統絕緣監測裝置技術條件.

[3]白忠敏、劉百震、於崇干，電力工程直流系統設計手冊（第二版），中國電力出版社，2016-04-01，ISBN：9787508384382

作者簡介：

汪昌元——男，工程師，廣西電網有限責任公司防城港供電局，主要研究方向：繼電保護及直流電源維護技術。

（1、廣西電網公司防城港供電局? ? 廣西? ?防城港? ?538000;2、中國華電集團貴港發電有限公司? ?廣西? ?貴港? ?537100;3、廣州市仟順電子設備有限公司? ?廣東? ?廣州? 510000）